选煤过程中渣浆泵实现变频调速技术控制

　　1 引 言

　　贵州紫金股份有限公司在Ⅰ期、Ⅱ期工程采用常压化学催化预处理 - 氰化工艺处理高品位（＞10.0g/t）金矿石，取得了很好的经济效益，但吨矿成本高将是制约水银洞金矿进一步发展的瓶颈。随着采出矿石平均品位下降，注定采用化学氧化预处理工艺处理水银洞低品位金矿石是不可行的。

　　水银洞矿区碳酸岩盐型低品位矿石，由于物质组成较复杂，品位相对较低，矿床范围内赋存于构造蚀变体(Sbt)中的 40 余吨金资源尚未能利用。浮选工艺是处理该矿区碳酸岩盐型低品位原矿石的一种有效的工艺技术路线。

　　水银洞金矿Ⅲ期工程选矿厂采用集中磨矿、集中选别的一粗三扫二精浮选流程处理低品位矿石。该工程于 2011 年建成投产，目前进入试运行阶段。

　　Ⅲ期工程磨矿系统采用两段全闭路磨矿工艺流程，如图 1 所示。一段磨矿分级采用一台 MQCY2700×4000 溢流型球磨机和一台 FX350 旋流器；二段磨矿分级采用一台 MQCY2700×3600 溢流型球磨机和一台 FX250×6 旋流器组，磨矿细度为 -200 目占 90%，如图 1 所示。

　　旋流器虽具有构造简单、分级效率高等很多优点,但其给矿渣浆泵的动力消耗大、零部件和联接管道的磨损快,且影响其工作的因素很多,除设备本身结构所决定的一些因素外, 还有给矿的压力, 浓度及粒度的波动等工艺条件。

　　Ⅲ期工程选矿厂采用的是 100/75C-AH 渣浆泵直接向旋流器给矿。由于渣浆泵能力过大，经常出现“砂泵喘气”现象，不仅影响着旋流器的分级效率和磨矿作业生产过程中的稳定,而且是造成金属流失的重要原因,更重要的是影响浮选作业的主要技术经济指标。

　　2 变频器工作原理及实际选用

　　变频器的工作原理是把 50Hz 或 60Hz 的工频电源变换成各种频率的交流电源, 以达到电机变速运行的设备。变频器主要流程由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、控制单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等程序组成。通过改变电机定子绕组供电的频率来达到变频调速的目的。通过电机的外面对频率的调节后再供给电机，从而达到自由地控制旋转速度。变频器控制的电动机系统优点有调节控制方便、可网络化集中和远程控制、维护简单、节能效果显着以及可与 PLC 组成自动控制系统等。故变频器是一种理想的高效率、高性能的通过改变电动机电源频率进行调速的手段。

　　交流电动机的同步转速表达式为:

　　n=60（f1-s）/p

　　式中：n 为异步电动机的转速；f 为异步电动机的频率；s 为电动机转差率；p 为电动机极对数。由上式可知，转速 n 与频率 f 成正比，只要频率 f 改变，则电动机的转速也改变。

　　Ⅲ期工程选矿厂使用的变频器均为西门子电气传动有限公司的 MICROMASTER 430 产品，是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。该系列有多种型号，额定功率范围从 7.5kW ~250kW，可供用户选用。在采用变频器的出厂设定功能和缺省设定值时，MICROMASTER 430 变频器特别适合用于水泵和风机的驱动。

　　该变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。

　　3 变频调速技术实施效果

　　（1）在正常的工作过程中，由于矿浆量的波动，容易造成砂泵池漫浆现象，采用变频控制后，减少了无功功率消耗、提高了电机的功率因数，节能效果显着，从而可消除砂泵“喘气”现象。具有明显的经济效益。

　　（2）旋流器分级过程中起决定因素的是给矿浓度。采用变频器前，工人解决泵池的漫浆的方法是靠调节加水量，故致使工人的劳动强度增大，并且旋流器分级效果差，容易造成金属流失。采用变频器后，消除了阀门因节流而造成的噪音，从而改善了工作环境，提高了效率。

　　（3）磨矿是选矿厂获得较好的技术经济指标的先决条件。采用变频控制后，完善并改善了磨矿作业的工艺环境，提高了磨机的处理量和分级溢流细度，浮选给矿浓度更加稳定。

　　（4）浮选指标大大提高。进入浮选系统的矿浆流量对浮选工艺操作影响极大，浮选系统调节稳定最少需要 2h，流量的波动经常性的会造成浮选掉槽、翻槽的现象，原矿品位 3.0g/t 情况下对浮选的指标影响见表 1。

　　按 25t/h 处理量计算，每吨矿使用变频前比使用变频后金属流失 0.157g，使用变频后每年可多回收金属量 28260g，黄金价格按 320 元 /g 计算每年可增加利润为：904.32 万元。

　　（5）从设备因素考虑, 100/75C-AH 渣浆泵实现变频控制后, 提高了渣浆泵电机运行的可靠性。由于渣浆泵的转速平稳，运行状况更加稳定，从而延长了设备的使用寿命，减少了维修的频率，降低了电动机的能耗，具有显着的经济效益。

　　4 结 语

　　100/75C-AH 渣浆泵实现变频调速技术控制具有调速性能好、节能效果显着、运行安全可靠等优点。通过本次在选煤过程中尝试以后，取得了十分成功的效果，对于泵池漫浆和“砂泵喘气”的问题完全解决，并且改善了工艺环境，提高选矿指标，减少了金属的不必要的流失，真正实现了优质、高效生产的目的。对于提高劳动生产率、降低能耗具有重大的现实意义，并且取得了一定的经济效益和社会效益。

　　参考文献：
　　[1] 游水田，等.交流变频调速器在渣浆泵控制中的应用.金属矿山，2000.
　　[2] 王占奎.变频器调速应用百例. 科学出版社，1999.
　　[3] 王学娟，等.贵州水银洞低品位卡林型金矿矿石选矿试验.有色金属(选矿部分)，2007.
　　[4] 刘建中，等.水银洞超大型金矿赋存于 Sbt 中的金矿石特征.矿物学报，2009.